KR20170029112A - 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 Download PDF

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Abstract

내방사선성이 우수하여 방사선 조사에도 물성 변화 및 색상 변화도가 작아 멸균이 필요한 의료용기 및 식품 포장용기에 적용 가능한 폴리프로필렌 수지 조성물이 개시된다. 본 발명은 (A) 용융지수(230℃, 2.16kg)가 2~60g/10min이고, 자일렌 가용물 함량이 3~5중량%인 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체 100중량부; (B) 아민계 산화방지제 0.01~0.1중량부; (C) 인계 산화방지제 0.03~0.12중량부; 및 (D) 핵제 0.05~0.3중량부;를 포함하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.

Description

내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품{RADIATION RESISTANT POLYPROPYLENE RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE PREPARED THEREFROM}
본 발명은 방사선 멸균이 가능한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내방사선성이 우수하여 방사선 조사 전후의 물성 변화 및 색상 변화도가 작은 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품에 관한 것이다.
폴리프로필렌은 프로필렌의 중합으로 생성된 고결정성 고분자로 양호한 열성형성을 가지면서 우수한 물리적 특성 및 화학적 성질을 가지고 있어서 범용 플라스틱으로 널리 알려져 있다. 또한 중합 과정에서 공단량체를 사용 시 공단량체의 종류 및 중합 방법에 따라 충격강도나 투명성을 용이하게 향상시킬 수 있는 장점이 있어서 저장용기, 포장재, 가정제품, 산업용품 등 다방면으로 사용되고 있다. 특히 폴리프로필렌은 수지 자체에 독성이 없어서 식품 포장용기 및 의료용품으로 가장 많이 사용되고 있는 재료 중 하나이다. 의료용기 같은 특정 제품은 멸균을 필수로 한다. 멸균 방법으로는 에틸렌옥사이드 가스 멸균, 고압증기 멸균 및 방사선 조사 멸균이 활용되고 있다.
이러한 멸균 방법 중 특히 방사선 조사 멸균법은 단위 멸균이 아닌 연속적인 멸균 공정이 가능하며, 간편하고 멸균 효과가 확실하다는 특징을 가지고 있다. 멸균 효과는 불활성 지수(Inactivation factor)로서 나타낼 수 있는데, 방사선 멸균법은 1050~10175, 고압증기 멸균법은 1015~1020이고 에틸렌옥사이드 멸균법은 109으로 방사선 멸균법이 가장 우수함을 보여준다. 또한, 방사선은 높은 투과성, 완전포장 상태에서 멸균 그리고 2차적인 미생물 감염의 가능성이 없다.
의료용품이나 식품 포장용기로 사용되는 폴리프로필렌은 프로필렌 단독 중합체와 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체의 종류가 있다. 프로필렌 모노머로만 이루어진 프로필렌 단독 중합체는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체에 비해 강성이 우수하여 강성을 요구하는 성형품에 많이 사용된다.
방사선으로 멸균이 가능한 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체는 다양한 선행기술이 개발되어 있고 내방사선성 의료용기로 사용되고 있으나, 기존의 폴리프로필렌 단독 중합체는 방사선 조사 후 물리적 강도 혹은 황변 등의 현저한 열화로 인하여 이들 재료로 생산되는 일회용 주사기 등 많은 의료용품에 방사선 멸균법을 적용하지 못하고 있다. 특히, 방사선 조사 후 항복점 응력 변화율이 증가하게 되는데 이러한 경우 쉽게 부서지게 되는 단점이 있다.
이러한 폴리프로필렌 수지 조성물의 내방사선성을 해결하기 위한 몇 가지 방법이 제시되었다.
한국 등록특허공보 제1189004호는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체에 비페놀계 산화방지제인 인계 산화방지제 및 아민계 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물을 제안하였으나, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체의 경우 고강성을 요구하는 내방사선성 성형품에 적용이 어렵다는 단점이 있다.
한국 등록특허공보 제1392090호는 폴리프로필렌 단독 중합체, 에틸렌 함유량이 5중량% 이하인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 수지 혼합물에 대해, 인계 산화방지제, 힌더드아민계 화합물을 포함하고 용융지수가 0.5~10g/10min인 폴리프로필렌 조성물을 제안하였다. 상기 조성물은 비페놀계 산화방지제를 사용하여 변색에는 유리하지만, T 다이 압출 방식에만 국한되어 적용되는 단점이 있다.
따라서, 방사선 살균을 실시하는 의료용기 및 식품 포장용으로 적용이 가능하고 물성 저하 및 색상 변화가 적은 내방사선성 폴리프로필렌 단독 중합체 수지 조성물 개발에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 내방사선성이 우수하여 방사선 조사에도 물성 변화 및 색상 변화도가 작아 멸균이 필요한 의료용기 및 식품 포장용기에 적용 가능한 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조된 멸균용 플라스틱 성형품 제공하는 것이다.
상기 과제 해결을 위하여 본 발명은, (A) 용융지수(230℃, 2.16kg)가 2~60g/10min이고, 자일렌 가용물 함량이 3~5중량%인 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체 100중량부; (B) 아민계 산화방지제 0.01~0.1중량부; (C) 인계 산화방지제 0.03~0.12중량부; 및 (D) 핵제 0.05~0.3중량부;를 포함하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 아민계 산화방지제는 알킬 아민계 산화방지제인 것을 특징으로 하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 인계 산화방지제는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트인 것을 특징으로 하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 핵제는 솔비톨계 화합물인 것을 특징으로 하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 방사선 조사 전후에, 항복점 응력 변화율이 10% 이하이고, 황색도 변화율이 5% 이하이며, 헤이즈 변화율이 5% 이하인 것을 특징으로 하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
상기 또 다른 과제 해결을 위하여 본 발명은, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물로 사출된 성형품을 제공한다.
또한 상기 성형품은 멸균용 플라스틱 제품인 것을 특징으로 하는 성형품을 제공한다.
본 발명에 따르면, 고결정성 폴리프로필렌 단독 중합체에 비페놀계 산화방지제인 아민계 및 인계 산화방지제와 핵제를 혼합하여 사용함으로써, 내방사선성이 우수하면서 고강성인 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 사출성형 공정 등을 이용하여 방사선 멸균이 가능한 의료용 플라스틱 제품 제조에 효과적으로 사용될 수 있다.
이하 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 (A) 고결정성 폴리프로필렌 단독 중합체로서 용융지수(230℃, 2.16kg)가 2~60g/10min이고, 자일렌 가용물 함량이 3~5중량%인 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체 100중량부; 상기 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체 100중량부에 대하여 (B) 아민계 산화방지제 0.01~0.1중량부; (C) 인계 산화방지제 0.03~0.12중량부; 및 (D) 핵제 0.05~0.3중량부;를 포함하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품을 개시한다.
본 발명은 기존의 폴리프로필렌 단독 중합체 조성물로 내방사선용 의료용기 또는 식품용기로의 적용 시 물성 감소 및 변색이 일어나는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자일렌 가용물 함량이 3~5중량%인 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체, 아민계 산화방지제, 인계 산화방지제 및 핵제를 효과적으로 혼합하여 방사선 조사 후에도 우수한 내방사선성을 보유하여 물성 저하 및 색상 변화를 최소화할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 식품용기, 의료용품 등 플라스틱 성형품을 제공하려는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물의 각 구성을 상세히 설명한다.
(1) 고결정성 폴리프로필렌 단독 공중합체
고결정성 폴리프로필렌 단독 중합체는 통상적으로 알려진 공정에 의해 제조된 것으로 사용될 수 있다. 예컨대, 중합 반응기에 프로필렌 모노머를 넣고 트리에틸 알루미늄, 다이이써 촉매 및 실레인계 전자 공여자를 주입하고 65~75℃의 반응온도 및 32~34기압 하에서 슬러리 벌크 중합을 실시하여 제조될 수 있다. 다만, 상기의 폴리프로필렌 단독 중합체를 제조하는데 있어서 다른 사용 가능한 촉매로는 프탈레이트 촉매, 석시네이트 촉매가 사용될 수 있으므로 다이이써 촉매에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 폴리프로필렌 단독 중합체 조성물의 용융지수는 230℃ 및 2.16kg에서 2~60g/10min이며, 제품을 성형하는 사출 성형기에 따라 10~35g/10min인 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 용융지수가 2g/10min 미만이면 사출 성형 시 성형성 및 생산성이 감소할 수 있으며, 용융지수가 60g/10min을 초과하면 사출 공정에서 성형품의 충격강도가 떨어져서 불량률이 증가할 수 있다.
또한 상기 폴리프로필렌 단독 중합체의 자일렌 가용물 함량은 3~5중량%이며, 바람직하게는 3~4중량%일 수 있다. 상기 자일렌 가용물은 차가운 자일렌에 가용성인 중합체 부분이다. 자일렌 가용물 함량이 3중량% 미만이면 입체규칙성이 증가하여 강성이 증가하지만 방사선 조사 시 사슬의 절단이 많아져서 쉽게 부서질 수 있으며, 5중량%를 초과하면 내방사선성은 우수하나 강성 및 내열성이 저하되어 성형품으로 사용하기 어려울 수 있다.
(2) 산화방지제
본 발명에 따른 폴리프로필렌 조성물에는, 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체 100중량부에 대해, 첨가제로서 비페놀계 산화방지제인 아민계 산화방지제 및 인계 산화방지제를 동시에 첨가하여야 한다. 상기 비페놀계 산화방지제는 방사선 조사에 의한 물성 저하 및 색상 변화를 방지하기 위해 포함되는 것으로, 비페놀계 산화방지제로 아민계 산화방지제 및 인계 산화방지제를 동시에 적용함으로써 페놀계 산화방지제의 분해로 발생하는 노란색 발색단의 생성을 억제할 수 있으며 이로 인해 황변 현상을 개선할 수 있다.
본 발명에서 상기 아민계 산화방지제는 상기 폴리프로피렌 단독 중합체 100중량부에 대하여 0.01~0.1중량부 함량으로 첨가되며, 바람직하게는 0.02~0.06중량부 함량으로 첨가될 수 있다. 아민계 산화방지제 함량이 0.01중량부 미만이면 가공 시 폴리프로필렌 조성물의 물성, 특히 항복응력에 영향을 줄 수 있으며, 0.1중량부를 초과하면 방사선 조사 후 색상 변화에 영향을 줄 수 있다.
또한 상기 인계 산화방지제는 상기 폴리프로피렌 단독 중합체 100중량부에 대하여 0.03~0.12중량부 함량으로 첨가되며, 바람직하게는 0.04~0.08중량부 함량으로 첨가될 수 있다. 인계 산화방지제 함량이 0.03중량부 미만이면 가공 시 발생하는 열로 인해 열화가 발생하여 물성이 감소될 수 있고, 0.12중량부를 초과하면 방사선 조사 후 변색이 일어날 수 있다.
상기 아민계 산화방지제 및 인계 산화방지제는 특별히 한정되지 않으며, 일반적으로 사용되고 있는 것으로부터 1종 또는 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 다만, 물성 저하 및 색상 변화의 측면에서 아민계 산화방지제는 알킬 아민계 산화방지제인 것이 바람직하고, 인계 산화방지제는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 상술한 바와 같이 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체에 비페놀계 산화방지제인 인계 산화방지제와 아민계 산화방지제를 효과적으로 혼합하여 사용 시 내방사선성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물을 확보할 수 있으며, 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체에 인계 산화방지제 또는 아민계 산화방지제를 단독으로 사용하는 경우에는 내방사선용 소재로 충분한 물성 및 색상을 확보할 수 없다.
(3) 핵제
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌의 강도, 내열성, 투명성 및 결정화 속도를 향상시키기 위해 핵제를 포함하며, 바람직하게는 유기계 핵제가 사용될 수 있다.
이러한 핵제로서 솔비톨계 화합물, 인산　에스비르계　화합물 등의 유기계 핵제 를 1종 이상 선정하여 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 솔비톨계　화합물을 사용하여 투명성 및 내열성을 향상시키고 결정화 속도를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
상기 핵제는 상기 폴리프로필렌 단독 중합체 100중량부에 대하여 0.05~0.3중량부 함량으로 첨가되며, 바람직하게는 0.1~0.25중량부 함량으로 첨가될 수 있다. 핵제 함량이 0.05중량부 미만이면 강도, 투명성 및 내열성이 감소될 수 있고, 0.3중량부를 초과하면 추가적인 물성 발현이 보이지 않을 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물에는 통상적으로 사용되는 중화제, 대전방지제, 슬립제, 내광안정제, 안료 또는 무기계 첨가물이 첨가될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다. 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 사출시편 기준으로 후술하는 방법으로 측정 시 방사선 조사 전후에, 항복점 응력 변화율이 10% 이하이고, 황색도 변화율이 5% 이하이며, 헤이즈 변화율이 5% 이하의 물성을 가질 수 있으며, 상기 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체, 아민계 산화방지제, 인계 산화방지제 및 핵제의 최적 함량 조합에 따라 바람직하게는 항복점 응력 변화율이 3% 이하, 황색도 변화율이 2% 이하, 헤이즈 변화율이 2% 이하의 물성을 가질 수 있고, 더욱 바람직하게는 항복점 응력 변화율이 1% 이하, 황색도 변화율이 1% 이하, 헤이즈 변화율이 1% 이하의 물성을 가질 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조된 성형품은 기존의 폴리프로필렌 단독 중합체 조성물에 비해 내방사선성, 내열성 및 투명성이 우수하여 의료용기, 식품 포장용기 등 멸균이 필요한 제품에 효과적으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기에 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
먼저 하기의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 폴리프로필렌 조성물의 물성 측정방법은 다음과 같다. 보다 상세하게는, 방사선 조사 전 시편의 물성을 측정하고 방사선 조사 후 시편의 노화도를 측정하기 위해 방사선 조사 후의 시편을 23℃에서 4주 동안 보관 후 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하였다.
1) 항복점 응력: ASTM D638 시험방법에 의거하여 23℃, 50% 상대습도(RH)에서 사출시편을 측정하였다.
2) 황색도(YI, Yellow Index): ASTM D1925 평가법에 따라 측정하였다.
3) 탁도(HAZE): ASTM D1003 평가법에 따라 2mm 두께(T)의 사출시편을 이용하여 헤이즈(HAZE) 값을 측정하였다.
제조예 1: 결정성 프로필렌 단독 중합체의 제조
중합 반응기에 프로필렌 모노머를 넣고 트리에틸 알루미늄, 다이이써 촉매 및 실레인계 전자 공여자를 주입하고 65~75℃의 반응온도 및 32~34기압하에서 슬러리 벌크 중합을 실시하여 자일렌 가용물 함량이 3.5중량%(A1), 1.0중량%(A2), 6.0중량%(A3)인 프로필렌 단독 중합체를 제조하였고 수소에 의해 용융지수를 조절하였다.
제조예 2: 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체의 제조
중합 반응기에 프로필렌과 에틸렌을 동시에 넣고 트리에틸 알루미늄, 다이이써 촉매 및 실레인계 전자 공여자를 주입하고 65~75℃의 반응온도 및 32~34기압 하에서 슬러리 벌크 중합을 실시하여 에틸렌 함량이 3.5중량%(A4)인 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 제조하였고 수소에 의해 용융지수를 조절하였다.
실시예
하기 표 1에서와 같이, 결정성 프로필렌 단독 중합체(A1) 100중량부에 대해, 스테아르산 칼슘(B1) 0.05중량부, 알킬아민계 화합물(B2) 0.04중량부, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트(B3) 0.06중량부 및 솔비톨계 화합물(B5) 0.2중량부를 혼합하여 핸셀 믹서에서 1분간 혼합한 후 170~220℃의 이축 압출기로 압출하여 펠렛 상의 폴리프로필렌 수지 조성물의 얻었다. 얻어진 펠렛 상의 상기 수지 조성물을 180톤 사출성형기로 사출하여 인장강도 시편, 황색도 및 헤이즈 측정 시편을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예에서 결정성 프로필렌 단독 중합체(A1) 대신 결정성 프로필렌 단독 중합체(A2)를 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예에서 결정성 프로필렌 단독 중합체(A1) 대신 결정성 프로필렌 단독 중합체(A3)를 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예에서 결정성 프로필렌 단독 중합체(A1) 대신 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체(A4)를 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
비교예 4
상기 실시예에서 알킬아민계 화합물(B2)을 첨가하지 않고, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트(B3)를 0.1중량부 함량으로 첨가한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
비교예 5
상기 실시예에서 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트(B3)를 첨가하지 않고, 알킬아민계 화합물(B2)을 0.1중량부 함량으로 첨가한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
비교예 6
상기 실시예에서 알킬아민계 화합물(B2) 대신 페놀계 산화방지제(B4)를 0.06중량부 함량으로 첨가한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
비교예 7
상기 실시예에서 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트(B3) 대신 페놀계 산화방지제(B4)를 첨가한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
Figure pat00001
[방사선 조사 조건]
한국원자력연구원 방사선과학연구소에서 보유 중인 방사선 조사장치(Co-60 250, 959Ci)로 인장강도 시편, 황색도 및 헤이즈 측정용 2mmT 두께 시편에 총 조사량을 25kGy로 하는 감마선을 10시간 조사하였다. 이렇게 제조된 각각의 시편에 대하여 상술한 바와 같은 방법으로 물성을 측정하고, 그의 측정결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure pat00002
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 최적 수준의 자일렌 가용물 함량을 갖는 결정성 프로필렌 단독 중합체에 비페놀계 산화방지제인 아민계 산화방지제, 인계 산화방지제 및 핵제를 포함하는 실시예의 폴리프로필렌 수지 조성물은 항복점 응력 변화율이 0.8% 이하이고 황색도 변화율이 0.5% 이하이며 헤이즈 변화율이 0.7%이하로 기계적 물성, 색상, 투명성 변화도가 현저히 낮은 것을 확인할 수 있다.
반면에, 자일렌 가용물 함량이 1.0중량%인 결정성 프로필렌 단독 중합체를 사용한 비교예 1의 폴리프로필렌 수지 조성물은 항복점 응력 변화도가 큰 것을 알 수 있다. 이렇게 방사선 조사 후 항복점 응력 변화도가 큰 경우, 최종 제조된 성형 제품에 물성 저하가 발생하여 의료용기 및 식품 포장용품 소재로서 사용이 어려울 수 있다. 한편, 자일렌 가용물 함량이 6.0중량%인 결정성 프로필렌 단독 중합체를 사용한 비교예 2의 경우에는 방사선 조사 4주 후에도 양호한 물성 변화도를 보여주고 있으나, 실시예에 비하여 항복점 응력이 비교예 3과 유사한 수준임을 알 수 있다. 이렇게 항복점 응력이 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체와 유사한 수준이기 때문에 고강성인 결정성 프로필렌 단독 중합체의 장점이 없어지며, 같은 물성에서는 투명성이 우수한 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 사용하는 것이 더 유리하다.
또한, 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 사용한 비교예 3의 폴리프로필렌 수지 조성물의 경우, 항복점 응력 변화도 2.3%, 황색도 변화도 3.1% 및 헤이즈 변화도 1.9%로 방사선 조사 4주 후에도 양호한 물성 변화도를 보여주고 있으나, 항복점 응력이 실시예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물에 비해 현저히 낮은 것을 알 수 있다. 특히 항복점 응력이 낮을 경우 고강성을 필요로 하는 제품에 적용이 불가능한 단점이 있다.
한편, 자일렌 가용물 함량이 3.5중량%인 결정성 프로필렌 단독 중합체에 산화방지제를 한 종류만 사용하거나 페놀계 산화방지제를 추가로 사용한 비교예 4 내지 7의 경우 실시예에 비해 항복점 응력 혹은 황색도나 헤이즈의 변화도가 현저히 큰 것을 알 수 있다. 이는 방사선 멸균 성형 제품의 물성 저하로 이어지며 결과적으로 사용이 어려울 수 있다.
이상과 같이, 결정성 프로필렌 단독 중합체에 비페놀계 산화방지제인 아민계 산화방지제와 인계 산화방지제 및 핵제를 효과적으로 혼합한 수지가 방사선 조사 후 물성 및 색상 변화도가 현저히 낮은 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 내방사선용 폴리프로필렌 성형품에 적용할 수 있음을 확인하였다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (7)

  1. (A) 용융지수(230℃, 2.16kg)가 2~60g/10min이고, 자일렌 가용물 함량이 3~5중량%인 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체 100중량부;
    (B) 아민계 산화방지제 0.01~0.1중량부;
    (C) 인계 산화방지제 0.03~0.12중량부; 및
    (D) 핵제 0.05~0.3중량부;
    를 포함하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아민계 산화방지제는 알킬 아민계 산화방지제인 것을 특징으로 하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인계 산화방지제는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트인 것을 특징으로 하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 핵제는 솔비톨계 화합물인 것을 특징으로 하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 방사선 조사 전후에, 항복점 응력 변화율이 10% 이하이고, 황색도 변화율이 5% 이하이며, 헤이즈 변화율이 5% 이하인 것을 특징으로 하는 내방사선성 폴리프로필렌 수지 조성물.
  6. 제1항에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물로 사출된 성형품.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 성형품은 멸균용 플라스틱 제품인 것을 특징으로 하는 성형품.
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